月: 2022年6月

衝突センサーとは

衝突センサーは一般的に衝突防止センサーと衝突センサーに分類され、前者は物体との距離を計測して衝突を未然に防ぐためのセンサー、後者は物体と衝突した際の衝撃を検知して装置を自動停止するなどの対策を行うためのセンサーです。

衝突防止センサーは車の衝突事故を防ぐための自動ブレーキシステムなどに用いられているほか、ドローンのような自動運転装置の衝突防止などに用いられています。一方で衝突センサーは製造ラインで使われているロボットの衝突検知、自動停止に使われていたり、自動車のエアバッグ機構などに使われています。

衝突センサーの用途

衝突センサーの用途としては自動車が挙げられ、衝突を未然に防ぐことから「衝突防止センサー」とも呼ばれます。運転時に前方の物体との距離を測定して、衝突する前に自動でブレーキをかけることで衝突を防ぎます。その他、ドローンのような無人運転を行うものについても衝突センサーを搭載することでドローン同士や障害物との衝突を予防できます。

衝突センサーとしては、物体と衝突したときの衝撃を検知して装置を停止したり衝撃を和らげたりする装置もあります。こちらはロボットが組み込まれている製造ラインに取り付けられたり、風力発電のような回転体に取り付けられ、物体との衝突で過度な衝撃が加わった際にロボットや機器を停止させることで損傷を最小限にするなどの用途で活用されています。また、自動車においてはエアバッグの作動のために衝突センサーが使われています。

車における衝突センサー

自動車では衝突防止センサー、衝突センサー両方とも用いられています。衝突防止センサーは上記の通り、運転時に前方の障害物との距離を測定して、物体との距離や速度から自動車が衝突しそうなときはブレーキを動作させたり、警告音を発信したりします。一般的に「自動ブレーキ」と呼ばれる技術には衝突防止センサーが使われています。

また、衝突センサーはエアバッグの動作などに用いられています。自動車が障害物と衝突した場合、車には大きな衝撃が加わります。衝突センサーはこの大きな衝撃を検知してエアバッグを作動させ、運転手や同乗者の安全を守っています。

製造業における衝突センサー

製造業においてはフォークリフトなどの車と人との接触対策に衝突防止センサーが使われていたり、製造ラインなどの異常動作に伴う衝撃検知のために衝突センサーが用いられたりします。例えばフォークリフトは運転手の死角となる部分が多く、特に後方にいる人に気付くのは困難です。そのため、フォークリフトの後方に衝突防止センサーを取り付け、人との接触事故を防いでいます。

一方、衝突センサーは製造ラインに組み込まれているロボットがラインと接触することによって破損するのを防ぐなどの用途で使われています。ロボットが物体と衝突したことを検知せずに通常と同じ動きを行うとロボット、ライン両方に大きな損傷を与える可能性があります。衝突センサーを用いることで、ロボットが物体と接触した際も直ちにロボットを停止させて損傷を抑えることが可能です。

衝突センサーの仕組み

衝突予防センサーは前方の物体との距離を測定するためにカメラやミリ波、赤外線を発信しています。カメラを用いる方法は撮影した画像の解析を自動で行い、物体との距離、物体の大きさ、種類などを分類する方法です。一方、ミリ波や赤外線を用いる方法はセンサーから発信したミリ波等が物体に当たり、反射してセンサーに戻ってくるまでの時間や物体に当たることによる波長変化から物体との距離を算出します。

一方、衝突を検知するセンサーの場合は装置に加速度センサーやエアチャンバーと圧力計が内蔵されており、外部から衝撃が加わったときに大きな加速度の増加や内部圧力の変化を検出します。また、センサーはコントローラーとつながっており、衝撃を検知した際に信号を送ることも可能なため、ライン全体へ停止信号を送信したり、衝撃を和らげる機構を働かせることもできます。

アシストスーツとは

アシストスーツとは重量物の運搬や、歩行運動など日常的な動作で体に加わる負担を軽減するための装置です。モーターや油圧などのアクチュエータを含む装置や空気圧で動作する電源不要のアシストスーツなどが販売されており、作業内容に応じて適切なものを選定することで最大限の効果を発揮することができます。

アシストスーツは農業や製造業、介護など様々な業界で使用されています。特に最近では高齢者、女性が製造業でも活躍する機会が増えており、アシストスーツなどで重量物の運搬といった作業における体の負担を軽減させるニーズが高まっています。

アシストスーツの構造と効果

アシストスーツはモーターや油圧などアクチュエータを備えた外骨格型の装置で、人の脚や腕に取り付けることで動作を補助するための装置です。センサーも取り付けられたアシストスーツもあり、筋肉の動きや硬さの変化を元に人の体の動きを検知して運動をサポートします。

モーターなどの電動部品を使用していないアシストスーツも開発されており、電池や電源不要で用いることが可能です。このようなアシストスーツは人間工学に基づいて設計されており、日常生活で行われる運動で腰に加わる負担を軽減させられ、着脱が容易な上に作業服やハーネスと一緒に身につけることができます。その他、電力不要のアシストスーツとしては空気圧を用いた人工筋肉の力で動作するものも販売されています。

なお、アシストスーツの効果を最大限発揮するためには適切なサイズのものを選定するとともに、適切に装着することが必要です。そのため、アシストスーツの導入目的や具体的な作業内容、作業者の体格などを考慮して事前にテストを行うことが推奨されます。

アシストスーツの用途

アシストスーツは軽量で強度が大きい素材の開発やセンサー、モーターの小型化などの技術の進歩とともに幅広い業界で用いられています。例えば農業や物流、建設や製造現場など日常的に運搬作業、中腰での作業を行う業界で使われています。

その他、高齢者の歩行支援など運動機能の支援にもアシストスーツが使われています。また、高齢者の介護を行う方々向けのアシストスーツも開発されています。例えば高齢者がベッドから車いすに移動するときや、入浴のときなどの介助における腰の負担をアシストスーツによって軽減させることができます。

また最近では東京オリンピック・パラリンピックのスタッフの作業でもアシストスーツが使われていました。例えばパワーリフティングの重りの交換など、スタッフ作業でも重量物の運搬が必要となります。そのような作業においてアシストスーツを用いることでスタッフの負担を軽減させていました。

農業におけるアシストスーツ

農業では収穫作業や仕分け作業などで長時間の中腰姿勢が続いたり、しゃがんだ姿勢が続いたりするため、腰に負担が掛かりがちです。しかも収穫物の運搬作業や農具の運搬などで重量物を持ち運ぶ作業もあります。

農業従事者は高齢者や女性の方々も多いため、アシストスーツを用いることで就労における負担を小さくしたり、作業時間の短縮を行うことのニーズは高いです。実際に様々なサイズのアシストスーツが販売されており、高齢者や女性も使うことが可能です。また収穫物のコンテナやダンボール運搬用のオプションも販売されています。

製造業におけるアシストスーツ

製造業における労働災害の主な要因の一つが腰痛です。製造業の労働災害全体のなかでも約4割が腰痛であり、中腰での作業や重量物の運搬が日常的に行われる製造業においては腰痛への対策が必要です。とりわけ最近では製造業においても高齢の熟練労働者が働くことが増えており、腰痛が生じるリスクが高くなっています。

最近では腰痛対策、労働の負荷軽減としてアシストスーツを導入している企業も増えています。とりわけ製造業における働き方改革が進められており、女性や高齢者の方々も現場で働くことが増えていくと考えられるため、アシストスーツを活用した負担軽減への要求はますます増えると予想されます。

貼り箱とは

貼り箱とは一般に、厚みのある芯ボールに印刷紙を貼り付けた化粧箱です。高級感があるため、ギフトなどによく使用されます。

貼り箱と組み箱の違い

商品を梱包する化粧箱としては、貼り箱のほかに、トムソン箱などの組み箱があります。

組み箱であるトムソン箱は、箱を形成する素材、例えば１枚の紙などを箱の展開図に合わせた形状でくりぬき、これを折って立体である箱にします。

すなわち、デザインを施すには、組み立てる前の紙の所定の位置に印刷を施す手法が一般的で、デザインの自由度はあまり高くありません。

一方、貼り箱は、箱を形成する部材をいくつかに分解し、それぞれを厚みのある芯紙で作製し、これを組み立てて箱にしたのちに、デザインに合わせた紙や布などを貼りつけた物です。

このため、箱表面となる素材の自由度や、箱表面への印刷などの自由度が非常に高くなり、デザインの自由度が高くなります。すなわち、貼り箱であれば、デザイン性が高く高級感のある箱を実現可能です。

貼り箱の用途

貼り箱は、デザイン性が高く高級感があるため、化粧品や美容機器など、比較的高額な商品を梱包する化粧箱として使用されています。

貼り箱がこのような商品の梱包に使用されるのは、貼り箱が構造的に高い強度を持つ上、手にした時の安定感や重厚感を演出出来るためです。また、前述のように、デザイン性が高いことから、中に入れる商品に合わせて、多様なデザインを施し、商品価値をより高めることが出来ます。

さらに、貼り箱は、商品や企業のブランディングにも役立っています。「この箱は○○の洋菓子」という風に消費者が認識する、貼り箱がもたらすイメージでブランドをイメージするなど多くの役割を果たしています。

貼り箱の形状の種類

貼り箱には様々な形状があります。一般的な形状としては以下の5種類が挙げられます。

1. 身箱・蓋タイプ（本体・蓋別構造）

身箱と蓋が別々になっており、本体の上に蓋をかぶせることで梱包するタイプです。様々な商品に使用されます。

2. ワンピースタイプ

身箱と蓋が繋がっており、蓋を開けることで一つの箱になっている仕組みを持つタイプです。DVDボックスなどに使用されます。

3. 表紙付きタイプ

上製表紙に身箱が付いているタイプで、SLIP in BOXと呼ばれています。マグネットなしタイプも製造可能です。

4. 引き出しタイプ

ブックケースを横向きにして、身箱を入れるタイプの貼り箱です。二段箱も製造することができます。

これらの他に、メーカーによっては、箱の上面と側面の接合部に加工を施し、エッジ部分が際立つよう工夫しているものもあります。
また、多面体の貼り箱や、貼り箱でありながら畳めるような構造としている貼り箱を提供しているメーカーもあります。

貼り箱の装飾の種類

貼り箱の装飾方法について述べます。貼り箱の装飾方法としては、以下の6種類が挙げられます。

1. 紙や布の素材

前述のように芯ボールに印刷紙や布を貼って装飾するため、芯ボールに貼る素材により様々な装飾が可能です。

2. 箔押し

芯ボールに貼る紙に、金や銀、パールなどの素材を熱圧着する装飾方法です。熱圧着により金や銀などは少しエンボスされるのも特長で、箔の色とエンボスによってさらに高級感が演出できます。

3.リキッドメタル

シルク印刷の上に、金箔や銀箔をシール転写のように印字する装飾方法です。シルクスクリーン印刷なので、メタリックな部分を細かく表現できるほか、印刷により少しエンボスになるのが特徴的です。

4. 浮き上げ（エンボス加工）

これは、芯ボールに貼る紙を、加工したい模様を形成する凸版と凹版の型の間に紙を挟んで紙に、絵柄やロゴなどの形を浮き上がらせる加工です。金や銀の箔押しと組み合わせることも可能で、箔部分をより効果的に表現できます。

5. 空押し（デボス加工）

エンボス加工の逆の方法で、紙に絵柄やロゴなどの凸型版をプレスすることで、紙にへこみをつける方法です。こちらも箔押しと組み合わせることが可能で、箔部分をより効果的に表現できます。

6. ラミネート

芯ボールに貼る素材にPP（ポリプロピレン）やPET（ポリエチレン）のフィルムを貼り、光沢調やマット調（艶消し）に仕上げる方法です。装飾面だけでなく、表面保護や、貼り箱を手にした時の独特の手触り感を実現します。

 

監修:株式会社スギイマシナリィ

ラミネート機とは

ラミネーターとも呼ばれ、木質板（合板、パーチクルボード、MDF等）にフィルムや紙などのシートを貼り合わせる機械を指します。

貼り合わせる前工程に木質板に糊をつける『糊付機』、貼り合わせた後工程に『ロール圧着』あるいは『平板プレス圧着』等の機械が必要になります。
ロール状のシートを巻きだす際のズレやシワを取り除くためにダンサーロールやエキスパンダーロールを付属する事もあります。

シートフローリングが近年の住宅内装の主流になってきてからは非常に重要な設備となっております。

ラミネート機の使用用途

合板等の木質板に木目調などの印刷がされたシートを貼り付けることによってフローリング材などの内装建材を生産するラインに利用されます。

近年の印刷技術向上により様々な印刷シートが開発され、今では木肌の凸凹感などの質感までも表現したシートがでてきました。

こうした背景から無垢フローリングや突板フローリングと見分けがつかない程の多種多様なシートフローリング材が世に出てきており、それに伴いラミネート機の性能もシート・接着剤に合わせて多種多様になっております。

ラミネート機の原理

ラミネート機は大きく二つの装置から成り立っております。

実際にシートと基材を貼り合わせる①“ラミネート装置”とロール状のシートを巻きだす②“シート架台装置”です。
シート架台装置はロール状のシートをセットし、シートをラミネート装置まで運びます。
ロール状シートの回転を止めるためにエアクラッチブレーキやパウダーブレーキが使用されます。

ラミネート装置において、基材とシートを密着するための重要なロールを『脱気ロール』と呼び、金属（メッキ仕上げ）あるいはゴムロールが用いられます。また、脱気ロール内をオイル循環させる事によってロール温度を調整できるようにする事もあります。

 

下記イメージ図にてラミネート装置の略図

本記事はラミネート機を製造・販売する株式会社スギイマシナリィ様に監修を頂きました。

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監修:株式会社スギイマシナリィ

糊付機とは

合板・木質ボード（パーチクルボード、MDF等）などの平面基材の表面に接着剤を塗布する機械を指し、主にロールで塗工する機械を『糊付機』と呼びます。
一般的に建築材料に使用される事が多いです。
機械が無かった時代に平面基材の上に必要な糊を置き、ヘラ等で表面に糊をムラなく広げた事から『スプレッダー（Spreader）』とも呼ばれます。

基材の表面以外にも裏面又は両面に接着剤を塗布する事が可能です。
各ロールの位置・速度を調整することによって接着剤塗布量や生産量を調整します。

糊付機の使用用途

平面基材に糊を塗工するため、段ボール紙業界から建築材料、家具・木工業界の糊付作業に幅広く利用されます。

使用例：
製材された板に接着剤を塗工し貼り合わせ、集成材を作ります。
合板やMDF等に接着剤を均一に塗工し、その後シート/単板などの貼り合わせによってフローリング材を作ります。
これら以外にも数多くの“貼り付ける”という工程に対して糊付機（スプレッダー）が使用されております。
また、ロール塗工の技術を利用し、『含浸』工程に用いられる事もあります。

糊付機の原理

基本は3本のロールを組み合わせて基材に接着剤を塗工します。
『コーターロール』：ロールに付着した接着剤を基材に転写することによって塗布するロール（塗布ロール/ アプリケーションロールとも呼ぶ）

『ドクターロール』：接着剤塗布量を調整するロール
コーターロールとドクターロールの間に糊をため、ドクターロールをコーターロールに押し当てる事によって、コーターロール表面に形成される糊の厚さを調整する事ができます。
ドクターロールをコーターロールに押し当てる＝隙間減少＝塗布量減少
ドクターロールをコーターロールから引き離す＝隙間増加＝塗布量増加

『送りロール』　：基材を搬送するロール
一般的にコーターロールと送りロールの隙間は、接着剤を確実に基材に転写させるために基材の厚みより少し狭くする。

各ロールの位置を一度固定すれば長時間一定の品質で基材に接着剤を塗工し続ける事ができます。

3本のロールの位置関係を表したものが下記の動画になります。

本記事は糊付機を製造・販売する株式会社スギイマシナリィ様に監修を頂きました。

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